[发明专利]一种耦合法制备L(+)-酒石酸的工艺

说明书

本发明涉及酒石酸制备技术领域，尤其涉及一种耦合法制备L(+)‑酒石酸的工艺。其包括以下步骤：顺式环氧琥珀酸钙的制备，以顺丁烯二酸酐为原料，在含钨催化剂作用下和碳酸钙反应，经双氧水氧化生产得到顺式环氧琥珀酸钙；酒石酸钠的制备，以固定化细胞为生物催化剂，将顺式环氧琥珀酸二钠酶转化为酒石酸钠；耦合置换，将酒石酸钠溶液加热后与顺式环氧琥珀酸钙混合并测定上清液酒石酸含量，当酒石酸含量不再下降时，过滤得固体酒石酸钙和过滤液；酒石酸钙加硫酸酸化得到L(+)‑酒石酸。该发明通过固定化细胞的使用以及耦合置换的方式解决传统制备过程中发酵强度太大的问题，且节水环保、生产效益高。

技术领域

本发明涉及酒石酸制备技术领域，尤其涉及一种耦合法制备L(+)-酒石酸的工艺。

背景技术

L(+)-酒石酸是一种天然有机酸，在葡萄中具有较高的含量。L(+)-酒石酸可以作为食品添加剂、增味剂以及食用色素成分之一，它还是医药工业的重要原料，许多种难溶药物均可加工成水溶性极佳的酒石酸盐，此外它还在化妆品、造酒、建筑、电镀、制革等行业都有广泛的用途。早期，L(+)-酒石酸主要是从葡萄酒的副产物酒石中提取得到，由于受原料的限制，产量无法满足需要。近几年，L(+)-酒石酸的主要生产技术是碳酸钙合成法：先合成顺式环氧琥珀酸钙，加入游离细胞或者酶，得到酒石酸钙，经硫酸分解，离交除杂，浓缩结晶得成品。这条工艺的优点就是使用价格较低的碳酸钙代替纯碱，离交液浓度可以达到40%以上，浓缩强度小，但这条工艺不能使用固定化细胞，且通过酶转化直接得到酒石酸钙，发酵强度太大，酶的制备成本高。

发明内容

本发明要解决上述问题，提供一种节能环保、效益高的耦合法制备L(+)-酒石酸的工艺。

本发明解决问题的技术方案是，提供一种耦合法制备L(+)-酒石酸的工艺，包括以下步骤：

（1）顺式环氧琥珀酸钙的制备，以顺丁烯二酸酐为原料，在含钨催化剂作用下和碳酸钙反应，经双氧水氧化生产得到顺式环氧琥珀酸钙；

（2）酒石酸钠的制备，以固定化细胞为生物催化剂，将顺式环氧琥珀酸二钠酶转化为酒石酸钠；

（3）耦合置换，将酒石酸钠溶液加热后与顺式环氧琥珀酸钙混合并测定上清液酒石酸含量，当酒石酸含量不再下降时，过滤得固体酒石酸钙和过滤液；酒石酸钙加硫酸酸化得到L(+)-酒石酸。

优选地，还包括提纯步骤：将步骤（3）得到的L(+)-酒石酸经732树脂或/和D314树脂除杂后浓缩、结晶、烘干，得成品L(+)-酒石酸。

优选地，调节所述步骤（3）得到的过滤液的pH至9.0-10后加沉淀剂，离心过滤得清液和沉淀物；清液用所述步骤（3）得到的过滤液调节pH至中性后送至步骤（2）进行酶转化，沉淀物回收。

优选地，所述沉淀剂包括硬脂酸钠、月桂酸钠、棕榈酸钠中的一种或几种。

优选地，所述固定化细胞由菌体通过卡拉胶包埋法或/和明胶包埋法制备，所述菌体选自红球菌、诺卡氏菌、大肠杆菌工程菌 。

优选地，所述卡拉胶包埋法：用生理盐水配置4.5%-5.5%卡拉胶溶液，将卡拉胶溶液与1-1.5g/mL菌悬液以（2.5-3.5）：1的体积比混合后滴入５-10℃、0.2-0.3mol/L的KCl溶液，形成的颗粒于KCl溶液中浸泡0.4-0.6h后，转移至80-90mmol/L己二胺溶液浸泡9-11min，然后加入0.2-0.3mol/L戊二醛溶液浸泡25-35min后洗涤备用。

优选地，所明胶包埋法：将10%明胶溶液与1-1.5g/mL菌悬液以（5.5-6.5）：1的体积比混合后凝固切块，加入0.4-0.6%戊二醛溶液交联1.8-2.2h，洗涤备用。

优选地，所述步骤（2）：于0.8-1.2mol/L的顺式环氧琥珀酸二钠中加入固定化细胞颗粒，22-24h后测定转化率。